• 제목/요약/키워드: Flame Propagation Velocity

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부상화염에서 연료유량에 따른 화염전파속도와 체적연소반응속도의 변화 특성에 관한 연구 (The Characteristics of the Flame Propagation Velocity and Volume Integral of Reaction Rate with the Variation of Fuel Injection Velocity for a Liftoff Flame)

  • 하지수;김태권;박정
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권4호
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    • pp.466-475
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    • 2009
  • A numerical analysis of reactive flow in a liftoff flame is accomplished to elucidate the characteristics of flame propagation velocity and volume integral of reaction rate with the variation of fuel injection velocity at the fuel rich region, fuel lean region and diffusion flame region. The increase of fuel injection velocity enhances flame propagation velocity, but its effect on the flame propagation velocity is not much greater under 4%. The increase of fuel injection velocity affects directly and linearly on the flame surface area in the fuel rich region and so enhances volume integral of reaction rate to accommodate the increment of fuel.

부상화염에서 화염전파속도에 따른 스칼라소산율과 곡률반경에 대한 수치적 연구 (A Numerical Study for the Scalar Dissipation Rate and the Flame Curvature with Flame Propagation Velocity in a Lifted Flame)

  • 하지수;김태권;박정;김경호
    • 한국가스학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.46-52
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    • 2010
  • 삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염전파속도를 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률 반경과 스칼라소산율에 따른 삼지화염 전파속도에 관하여 논의된 바가 없으며, 본 논문에서는 수치해석을 통해 화염전파속도에 따른 화염의 곡률반경과 스칼라소산율의 관계를 살펴보았다. 본 논문의 결과로 연료의 노즐 출구속도에 따라 화염전파속도가 거의 선형적으로 변화됨을 알 수 있었다. 또 화염전파속도에 따라 스칼라소산율은 비선형적인 감소를 보였으며, 곡률반경은 거의 선형적인 변화를 보임을 알 수 있었다. 또 스칼라소산율에 따른 곡률 반경의 경우 비선형적인 감소를 보였다. 따라서 화염전파속도와 스칼라소산율 및 화염의 곡률반경 사이에 직접적인 연관성이 있는 것을 확인하였다.

부상화염에서 화염 곡률반경 특성에 관한 연구 (A Study on the Flame Curvature Characteristics in a Lifted Flame)

  • 하지수;김태권;박정;김경호
    • 한국가스학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.34-39
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    • 2010
  • 삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염 전파속도를 실험으로 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률에 따른 삼지화염 전파속도에 관하여 논의된 바가 없기에, 본 논문에서 화염의 곡률에 따른 화염전파속도의 연관성을 제시하고자 하였다. 본 논문의 결과로 층류부상화염의 부상높이가 연료의 출구속도와 노즐의 직경에 따라서 결정됨을 알 수 있었다. 그리고 정지된 부상화염의 유동속도에 비례하는 연료의 출구속도에 곡률의 크기가 비례함을 보였고, 또 층류부상화염의 부상높이가 높아질수록 곡률반경의 크기가 커짐을 알 수 있었다. 따라서 곡률효과의 중요성이 인식되어야 하며 화염안정화 메커니즘을 표현하기 위해 제안된 Bilger의 제안식이 곡률효과를 고려하여 수정되어야한다.

화염 곡률과 스칼라 소산율에 따른 층류부상화염의 화염전파속도에 관한 연구 (A Study on The Flame Propagation Velocity of Laminar Lifted Flame with Flame Curvatur e and Scalar Dissipation Rate)

  • 김경호;김태권;박정;하지수
    • 한국가스학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.47-56
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    • 2011
  • 삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염전파속도를 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률 반경과 스칼라소산율 및 삼지화염의 화염전파속도에 관한 직접적인 관계에 관하여 제시된 바가 없었다. 본 논문은 실험과 수치해석에 따른 수치해석 결과를 검증하고, 수치해석을 통해 스칼라소산율에 따른 화염전파속도를 확인하였다. 그리고 화염스트레치 분석을 통하여 화염전파속도의 곡률반경 및 스칼라소산율에 따른 의존도를 명확히 하였다.

국소 슈미트수가 부상화염 및 화염전파속도에 미치는 영향에 관한 연구 (The Study on Effect of Local Schmidt Number on Lifted Flame and Its Propagation Velocity)

  • 전민규;이민정;정용진;김남일
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.75-76
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    • 2015
  • Lifted flame stabilization mechanism can be explained with constant Schmidt number from the equation of $H^{\ast}_L/d^2_o=const{\times}v_e^{(2Sc-1)/(Sc-1)}$. In this research, a method of local Schmidt number was applied in order to measure edge flame propagation velocities, and edge flame propagation velocity was calculated from the trend between lift-off height and nozzle flow rate.

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삼지화염의 전파속도에 대한 속도구배의 영향에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Effect of Velocity gradient on Propagation speed of Ttribrachial flame in Laminar Coflow Jets)

  • 김민국;원상희;정석호
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.221-228
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    • 2005
  • The tribrachial flame in laminar coflow jet has been investigated experimentally with unsteady propagating condition. In this experiment, we found that the tribrachial point has an angle of flame surface because the location of tribrachial point is not on the base point of flame but on the inclined surface of flame. This angle of Flame surface at tribrachial point are increasing when the flame is approaching to the nozzle exit. With considering this angle of flame surface, the radial velocity gradient can affect flame propagation speed by increasing flow-stretch effect. The propagation speed of tribrachial flame was calculated with including above stretch effect. The speed decreases with increasing velocity gradient due to the increment of stretch effect.

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프로판-공기 예혼합기의 화염전파 과정에 관한 연구 (Flame Propagation Characteristics of Propane-Air Premixed Mixtures)

  • 배충식
    • 한국연소학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.21-29
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    • 1996
  • Flame propagation characteristics of propane-air mixtures were experimentally investigated in constant-volume combustion chambers. Flame propagation process was observed as a function of mixture strength, initial mixture temperature and initial mixture pressure in quiescent mixtures. A cylindrical combustion chamber and a spherical combustion chamber contain a pair of parallel windows through which optical access into the chamber can be provided. Laser two beam deflection method was adopted to measure the local flame propagation, which gave information on the flame size and flame propagation speed. Pressure development was also measured by a piezoelectric pressure transducer to characterize combustion in quiescent mixtures. Burning velocity was calculated from flame propagation and pressure measurements. The effect of flow on flame propagation was also investigated under flowing mixture conditions. Laser two beam method was found to be feasible in measuring flame propagation of quiescent mixtures. Flame was observed to propagate faster with higher initial mixture temperature and lower initial pressure. Combustion duration was shortened in the highly turbulent flowing mixtures.

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농도구배가 삼지화염의 부상특성에 미치는 영향에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Lift-off Characteristics of the Triple Flame with Concentration Gradient)

  • 서정일;김남일;오광철;신현동
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2004년도 제28회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.7-14
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    • 2004
  • The lift-off characteristics of the triple flame have been studied experimentally with various mean velocities and concentration gradients using a multi-slot burner, which can control the concentration gradient and the mean velocity independently, Lift-off height, axial maximum velocity, flame temperature, and some other characteristics were examined for methane and propane flame, It was found that minimum values of the lift-off heights exist at a certain concentration gradient for constant mean velocity, and this result implies that the propagation velocity has a maximum value at this condition, OH radical distribution was measured with LIF method and velocity variation along streamline was measured with PlV system. In addition maximum temperature along streamline was measured with CARS system. The intensity of the diffusion flame affects on the propagation velocity of triple flame in the region of very weak concentration gradient.

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부상화염에서 노즐직경과 연료유량에 따른 화염전파속도와 체적연소반응속도의 변화 특성에 관한 연구 (The Characteristics of the Flame Propagation Velocity and Volume Integral of Reaction Rate with the Variation of Nozzle Diameter and Fuel Injection Flow Rate for a Liftoff Flame)

  • 하지수;김태권
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권2호
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    • pp.250-258
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    • 2010
  • 부상화염에서 노즐직경과 연료유량을 변화하면서 화염전파속도와 연료과농영역, 연료희박영역, 확산화염 영역에서의 체적연소반응속도의 변화 특성을 수치해석을 통하여 살펴보았다. 본 연구에서 사용한 3가지 연료노즐 직경(d=0.25, 0.30, 0.35mm)에서 연료분출속도를 증가시키면 화염전파속도가 증가하지만 변화폭은 4.3%를 넘지 않는다. 연료분출속도를 증가함에 따른 연료량 증가는 직접적이고 선형적으로 체적연소반응속도에 연관되어 있음을 알 수 있었고, 따라서 부상화염에서 연료량의 증가는 화염전파속도 보다 체적연소반응속도가 연료량 변화에 대응함을 알 수 있었다.

연료희석이단면확대채널에형성된삼지화염의전파속도에미치는영향에관한실험적연구 (An Experimental Study on the Effect of Fuel Dilution on the Propagation Velocity of Triple Flames in a Diverging Channel)

  • 서정일;신현동;김남일
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2007년도 제34회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.13-18
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    • 2007
  • When triple flames propagated in a diverging channel, the effects of fuel dilution on the lift-off characteristics of triple flames were investigated. A multi-slot burner was used to stabilize the lift-off flame especially at weak fuel concentration gradients. It was reported that there is a maximum propagation velocity at a critical concentration gradient in an open jet regardless of fuel dilution. The enhancement of a diffusion flame affected to increase the propagation velocity around critical concentration gradients. However, the influence of a confined channel on the structure of triple flames according to fuel dilution needs to be investigated compared with an open jet case. This study aimed to examine the effect of a confined channel on the structure and the propagation velocity of the triple flames according to fuel dilution. Lift-off height and propagation velocity of triple flames were investigated by employing three kinds of fuel compositions diluted by nitrogen (0%, 25%, 50% $N_2$), Fuel dilution reduced the propagation velocity of triple flame in a confined channel mainly due to the decrease of flame temperature in premixed branch. Despite the difference in fuel dilution, the propagation velocity has a maximum value at a specific fuel concentration gradient even though the critical concentration gradient increases with fuel dilution. And the critical concentration gradient in a confined channel is larger than that in an open jet due to enhancement of convective diffusion.

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